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                        吳家睿:站在學科交叉口的“非典型”生物學家

                        2021-12-13 08:47

                        吳家睿:站在學科交叉口的“非典型”生物學家

                         

                        “最重要的是科研人員要有正確的價值觀,要有超越功利的意愿,要意識到學科交叉的重要性。”

                        ——吳家睿 中國科學院大學杭州高等研究院生命與健康科學學院執行院長、中國科學院系統生物學重點實驗室主任

                        受訪者供圖

                        ◎本報記者 操秀英

                        吳家睿是個閑不下來的人。在他百忙中來北京參加中國科學院(以下簡稱中科院)計算技術研究所一個沙龍的間隙,記者好不容易約到一個簡短的采訪。

                        “您怎么會來參加計算技術研究所的沙龍呢?”記者不禁發問。

                        作為中國科學院大學(以下簡稱中科院大學)杭州高等研究院生命與健康科學學院執行院長、中科院系統生物學重點實驗室主任,吳家睿更為人們所熟知的身份是生物學科學家。

                        “跟不同領域的學者交流合作,碰撞出火花,就是我工作的重要內容啊。”吳家睿笑稱,“看來你采訪前的功課做得還不夠。”

                        通過深入交談和了解,記者才認識到眼前這位和藹可親的科學家為我國化學生物學和系統生物學的快速發展作出了突出貢獻。

                        同時,基于多年對學科交叉融合發展的思考和實踐,近年來,他在糖尿病和癌癥等復雜性疾病研究領域取得諸多成果。他也是近年來國家大力發展交叉學科的倡導者之一。

                        系統生物學和化學生物學的主要推動者

                        正如吳家睿的自我評價,他是個“非典型”生物學家。

                        早在學生時代,在科學之外,吳家睿就對社會學、哲學等領域非常感興趣。因此,上世紀80年代,在中山大學讀完植物遺傳學的本科并在中科院遺傳所碩士研究生畢業后,吳家睿來到當時的中科院科技政策研究所工作,從事科學史研究。“我開玩笑說這是中科院唯一不需要做實驗的研究所。”吳家?;貞?,彼時,他的主要研究對象是民國時期的靜生生物調查所。

                        兜兜轉轉,之后在瑞士和美國,吳家睿又回到生物學老本行,并于1997年回國,成為中科院上海生物化學研究所研究員。

                        在做了幾年經典細胞生物學的實驗后,吳家睿的目光瞄準了21世紀初興起的系統生物學。

                        “隨著人類基因組計劃的提出,一門新興的交叉學科,即系統生物學開始發展并備受關注。”吳家睿說,此前的科研主要由科學問題驅動,即首先要有個科學假設,然后圍繞這個假設設計實驗方案等,“而人類基因組研究是個工程問題,涉及海量數據的處理。所以系統生物學是建立在大數據基礎上的,我們可以看到,在人類基因組之后興起了各種各樣的組學,如蛋白質組學等。”

                        吳家睿敏銳意識到中國必須在這方面加強部署。

                        早在2005年,吳家睿就在中國科學技術大學組建了系統生物學系,并擔任首位系主任。他還組建了國內首個系統生物學重點實驗室“中國科學院系統生物學重點實驗室”并擔任實驗室主任;籌備和組建了中國生物化學與分子生物學會分子系統生物學專業委員會,并擔任主任委員。

                        “系統生物學是大數據驅動的科學,發展高性能計算是一個主要的技術。”吳家睿說,因此,他擔任了中科院知識創新工程重大項目“面向蛋白質科學的高性能計算研究”的首席科學家,推動了針對蛋白質研究的高性能計算機和相關軟件的開發。

                        吳家睿也是我國化學生物學的重要推動者。他在2007年就擔任了國家自然科學基金委員會(以下簡稱自然科學基金委)化學科學部第一個化學生物學的重大研究計劃“基于化學小分子探針的信號轉導過程研究”的專家組成員。該重大研究計劃推動了化學生物學在國內的迅速發展,其成功實施進一步衍生出第二個化學生物學的重大研究計劃“生物大分子動態修飾與化學干預”。

                        由于在第一個重大研究計劃中的突出貢獻和重要作用,吳家睿被自然科學基金委任命為第二個重大研究計劃專家組副組長。此外,他被選為化學科學部另一個與化學生物學相關的重大研究計劃“可控自組裝體系及其功能化”的專家組成員。

                        用新思路求解人類健康大命題

                        多年來,吳家睿在推動中國系統生物學學科發展的同時,創造性地用系統生物學技術和方法開展糖尿病和癌癥等復雜性疾病的研究工作。

                        吳家睿分析,在診斷疾病方面,傳統醫療是等生病了再去醫院看病,而大健康理念的核心則是把抗擊疾病的關口前移,早期監測、早期干預。在治療疾病方面,目前醫生是根據臨床指南來給病人開藥的,而臨床指南建立在隨機對照試驗等各種臨床研究獲得的證據之上,是循證醫學進行規范化疾病診治的主要依據,也是規范化管控臨床風險的基本策略。但是,對于要滿足個體多樣化健康需求的精確醫學而言,臨床指南面臨巨大的挑戰。“因為精確醫學開展的臨床研究更關注個體化的臨床證據,而不是統計顯著性結論。面對個體的多樣化健康需求,精確醫學常常要處理超適應癥或超處方用藥問題。”他說。

                        面對個體特殊情況,單純按照臨床指南很難應付,“我們根據大數據研究可以比較迅速地為個體找到合適的治療方法。”吳家睿說。

                        吳家睿帶領團隊研發出中科院大學杭州高等研究院首個科研大數據庫——TreeQNet。該院的科創大腦平臺接入了這一數據庫,構建了基于組學大數據的腫瘤治療數據庫與判別模型,計劃用3年左右的時間完成包含20種以上的中國人常見惡性腫瘤數據和治療判別功能,目前其已完成首個中國人結腸癌轉移相關的多組學整合圖譜,為癌癥個性化用藥提出了超越基因組分析的新方向。

                        同時,吳家睿也與國內的醫生和研究人員開展諸多合作,充分利用系統生物學的研究策略。2020年,他的實驗室與海軍軍醫大學長海醫院的醫生聯合發表了一項研究成果,構建了基于多組學圖譜,提出轉移性結直腸癌分子分型與個性化治療新策略。

                        最近,吳家睿又承擔了中科院先導專項“多維大數據驅動的中國人群精準健康研究”。“我們和北京、重慶、合肥、寧波等地的醫院合作,希望能收集100萬中國人的樣本和大數據,根據這些數據去開發算法,從而進行健康促進和維護研究。”吳家睿說。

                        培養具有優良特質的學生

                        多年推動化學生物學和系統生物學發展的經歷,讓吳家睿對生物學、人類健康、交叉學科發展這些宏大命題有了更深刻和全面的認識,他也從不吝于表達和分享他的觀點。

                        他開設了自己的公眾號“吾家睿見”,且在最近出版了一本《生物學是什么》的專著。

                        不同于普通的生物學教科書或者科普讀物,這本書是吳家睿對近十幾年在生物學領域的學習和研究過程中領悟到的生命觀的總結,體現了他對科學與哲學交叉問題的深刻思考,極具啟發性。

                        “這首先是一本寫給我自己的書。”吳家睿直言,無論是學生還是同行,懂與不懂,打開就會有收獲。

                        這學期,吳家睿在中科院大學杭州高等研究院生命與健康科學學院開設了相關課程,他以這本書為教材,給學生們打開生物學的大門。

                        不管是20年前在中科院上海生命科學研究院開設《分子生物學與細胞生物學》課程,還是如今以自己的書為教材開設課程,吳家睿的目標都是培養出能站在科學前沿、具有廣闊視野、具備廣泛的知識基礎、不那么功利的學生。這些特質,在他看來,正是進行學科交叉融合研究的基礎。

                        “學生們的知識面要盡量廣一點。”吳家睿說,不能要求科研人員都是全才,但起碼要有交流的基礎,別人說什么要能聽得懂。

                        “學科交叉不是知識的簡單拼湊,它要求科研人員對科學發展要有一定的感悟和理解,同時要有一定的交流能力。”吳家睿說。

                        “最重要的是科研人員要有正確的價值觀,要有超越功利的意愿,要意識到學科交叉的重要性。”他最后強調。

                         來源:科技日報    

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